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English Version

题目描述

一个N x N的网格(grid) 代表了一块樱桃地,每个格子由以下三种数字的一种来表示:

  • 0 表示这个格子是空的,所以你可以穿过它。
  • 1 表示这个格子里装着一个樱桃,你可以摘到樱桃然后穿过它。
  • -1 表示这个格子里有荆棘,挡着你的路。

你的任务是在遵守下列规则的情况下,尽可能的摘到最多樱桃:

  • 从位置 (0, 0) 出发,最后到达 (N-1, N-1) ,只能向下或向右走,并且只能穿越有效的格子(即只可以穿过值为0或者1的格子);
  • 当到达 (N-1, N-1) 后,你要继续走,直到返回到 (0, 0) ,只能向上或向左走,并且只能穿越有效的格子;
  • 当你经过一个格子且这个格子包含一个樱桃时,你将摘到樱桃并且这个格子会变成空的(值变为0);
  • 如果在 (0, 0) 和 (N-1, N-1) 之间不存在一条可经过的路径,则没有任何一个樱桃能被摘到。

示例 1:

输入: grid =
[[0, 1, -1],
 [1, 0, -1],
 [1, 1,  1]]
输出: 5
解释: 
玩家从(0,0)点出发,经过了向下走,向下走,向右走,向右走,到达了点(2, 2)。
在这趟单程中,总共摘到了4颗樱桃,矩阵变成了[[0,1,-1],[0,0,-1],[0,0,0]]。
接着,这名玩家向左走,向上走,向上走,向左走,返回了起始点,又摘到了1颗樱桃。
在旅程中,总共摘到了5颗樱桃,这是可以摘到的最大值了。

说明:

  • grid 是一个 N * N 的二维数组,N的取值范围是1 <= N <= 50
  • 每一个 grid[i][j] 都是集合 {-1, 0, 1}其中的一个数。
  • 可以保证起点 grid[0][0] 和终点 grid[N-1][N-1] 的值都不会是 -1。

解法

动态规划 - 数字三角形模型。

类似题型:方格取数、传纸条。

Python3

class Solution:
    def cherryPickup(self, grid: List[List[int]]) -> int:
        n = len(grid)
        dp = [[[float('-inf')] * n for _ in range(n)] for _ in range((n << 1) -1 )]
        dp[0][0][0] = grid[0][0]
        for k in range(1, (n << 1) - 1):
            for i1 in range(n):
                for i2 in range(n):
                    j1, j2 = k - i1, k - i2
                    if j1 >= 0 and j1 < n and j2 >= 0 and j2 < n:
                        if grid[i1][j1] == -1 or grid[i2][j2] == -1:
                            continue
                        t = grid[i1][j1]
                        if i1 != i2:
                            t += grid[i2][j2]
                        for p1 in range(i1 - 1, i1 + 1):
                            for p2 in range(i2 - 1, i2 + 1):
                                if p1 >= 0 and p2 >= 0:
                                    dp[k][i1][i2] = max(dp[k][i1][i2], dp[k - 1][p1][p2] + t)
        return max(dp[-1][-1][-1], 0)

Java

class Solution {
    public int cherryPickup(int[][] grid) {
        int n = grid.length;
        int[][][] dp = new int[2 * n][n][n];
        for (int[][] item : dp) {
            for (int[] row : item) {
                Arrays.fill(row, Integer.MIN_VALUE);
            }
        }
        dp[0][0][0] = grid[0][0];
        for (int k = 1; k < 2 * n - 1; ++k) {
            for (int i1 = 0; i1 < n; ++i1) {
                for (int i2 = 0; i2 < n; ++i2) {
                    int j1 = k - i1, j2 = k - i2;
                    if (j1 >= 0 && j1 < n && j2 >= 0 && j2 < n) {
                        if (grid[i1][j1] == -1 || grid[i2][j2] == -1) {
                            continue;
                        }
                        int t = grid[i1][j1];
                        if (i1 != i2) {
                            t += grid[i2][j2];
                        }
                        for (int p1 = i1 - 1; p1 <= i1; ++p1) {
                            for (int p2 = i2 - 1; p2 <= i2; ++p2) {
                                if (p1 >= 0 && p2 >= 0) {
                                    dp[k][i1][i2] = Math.max(dp[k][i1][i2], dp[k - 1][p1][p2] + t);
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return Math.max(dp[2 * n - 2][n - 1][n - 1], 0);
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int cherryPickup(vector<vector<int>>& grid) {
        int n = grid.size();
        vector<vector<vector<int>>> dp(n << 1, vector<vector<int>>(n, vector<int>(n, -1e9)));
        dp[0][0][0] = grid[0][0];
        for (int k = 1; k < 2 * n - 1; ++k)
        {
            for (int i1 = 0; i1 < n; ++i1)
            {
                for (int i2 = 0; i2 < n; ++i2)
                {
                    int j1 = k - i1, j2 = k - i2;
                    if (j1 >= 0 && j1 < n && j2 >= 0 && j2 < n)
                    {
                        if (grid[i1][j1] == -1 || grid[i2][j2] == -1) continue;
                        int t = grid[i1][j1];
                        if (i1 != i2) t += grid[i2][j2];
                        for (int p1 = i1 - 1; p1 <= i1; ++p1)
                        {
                            for (int p2 = i2 - 1; p2 <= i2; ++p2)
                            {
                                if (p1 >= 0 && p2 >= 0) dp[k][i1][i2] = max(dp[k][i1][i2], dp[k - 1][p1][p2] + t);
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return max(dp[2 * n - 2][n - 1][n - 1], 0);
    }
};

Go

func cherryPickup(grid [][]int) int {
    n := len(grid)
    dp := make([][][]int, (n << 1) - 1)
    for i := range dp {
        dp[i] = make([][]int, n)
        for j := range dp[i] {
            dp[i][j] = make([]int, n)
            for k := range dp[i][j] {
                dp[i][j][k] = int(-1e9)
            }
        }
    }
    dp[0][0][0] = grid[0][0]
    for k := 1; k < (n << 1) - 1; k++ {
        for i1 := 0; i1 < n; i1++ {
            for i2 := 0; i2 < n; i2++ {
                j1, j2 := k - i1, k - i2
                if j1 >= 0 && j1 < n && j2 >= 0 && j2 < n {
                    if grid[i1][j1] == -1 || grid[i2][j2] == -1 {
                        continue
                    }
                    t := grid[i1][j1]
                    if i1 != i2 {
                        t += grid[i2][j2]
                    }
                    for p1 := i1 - 1; p1 <= i1; p1++ {
                        for p2 := i2 - 1; p2 <= i2; p2++ {
                            if p1 >= 0 && p2 >= 0 {
                                dp[k][i1][i2] = max(dp[k][i1][i2], dp[k - 1][p1][p2] + t)
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    return max(dp[(n << 1) - 2][n - 1][n - 1], 0)
}

func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

...